Verfahren zum Deinken von bedrucktem Altpapier

Abstract

 Beschrieben wird ein neues Verfahren zum Deinken von Altpapier, wobei das Altpapier einem Flotationsdeinking unterzogen wird. Dabei werden dem Papierstoff verschiedene Phosphonsäuren zugesetzt. Ausserdem können noch Aminocarbonsäuren, Hydroxycarbonsäuren oder Polycarbonsäuren sowie Mg-Sulfat zusätzlich eingesetzt werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von bedrucktem Altpapier mittels Flotationsdeinking zur Entfernung von Druckfarben.

[0002] Die Wiederverwendung von Altpapier gewinnt im Hinblick auf die Holzverknappung und steigende Energiekosten mehr und mehr an Bedeutung. Eine Steigerung des Altpapiereinsatzes steht jedoch in engem Zusammenhang mit der Verbesserung der Qualität des Altpapierstoffes, insbesondere seiner optischen Eigenschaften, d.h. des Weißgrades. Zur Regenerierung des wertvollen Rohstoffes wurden in den letzten Jahrzehnten Deinkingverfahren entwickelt, die breite industrielle Anwendung fanden. Zum Abtrennen der Druckfarben-Teilchen von Faser- und Füllstoffen der Altpapiersuspension bewährte sich besonders das Wasch- und Flotationsverfahren. Das Flotations-Deinkingverfahren (Das Papier, 10 A, 1961, S. 546-554) beruht auf der unterschiedlichen Benetzbarkeit der aus der Faserstoff-Suspension zu entfernenden Druckfarbenteilchen, wobei man versucht, die Druckerschwärze so weit wie möglich zu entfernen. Diesen Vorgang bewerkstelligt man dadurch, daß man mit Hilfe geeigneter Chemikalien die Farbstoffteilchen vom Faserstoff ablöst und durch Luftzufuhr zum Flotieren bringt. Als Flotationshilfsmittel finden Alkalisalze von Fettsäuren, Tenside, wie beispielsweise ethoxylierte Fettsäuren oder Alkylbenzol-Sulfonate, die als Dispergatoren wirken sowie Komplexbildner wie Ethylendiamintetraessigsäure Verwendung. Als weitere Deinking-Chemikalien werden Natriumperoxid bzw. Wasserstoffperoxid und Natronlauge und Wasserglas als Peroxid-Stabilisator eingesetzt. Eine bekannte Deinking-Rezeptur kann folgende übliche Zusammensetzung zeigen:

Natriumperoxid oder Wasserstoffperoxid 1 - 2 %

Wasserglas 1 - 5 %

Fettsäure - 0,6-1,2%

Komplexbildner (EDTA) 0,2-0,4%

Natronlauge 0 -2 %

Dispergator 0,1-0,2%

[0003] Über die Anwendung des Deinking-Verfarens ist zahlreiche Literatur vorhanden. Als Beispiele seien genannt: Bechstein G., Der Deinking-Flotationsprozeß, ein modernes Verfahren der Altpapier-Aufbereitung, Zellstoff und Papier 22, 1973, 11, S. 337-339;

[0004] Ortner, H., Wood, R.F., Gardemann, Deinking-Stand und Entwicklung, Wochenblatt für Papierfabrikation 103, 1975, 16, S. 597-601,

[0005] Weidhaas, AG, Erfahrungen mit Deinking-Anlage zur Erzeugung von Zeitungsdruckpapier, Wochenblatt für Papierfabrikation 104, 1976, 22, S. 857-865,

[0006] K. Schlaepfer, U. Fässler, P. Küng, Der Einfluß der Druckfarbe beim Deinking von Zeitungspapier, EMPA, 1974, St. Gallen.

[0007] Besondere Schwierigkeiten bereitet das als Peroxidstabilisator verwendete Wasserglas. In den Rohrleitungen des Systems scheiden sich Silikatablagerungen=ebenso wie auf den Sieben, Filzen und Kalandern der Papiermaschine ab. Der mit Wasserglas versetzte, deinkte Papierstoff verursacht auf der Papiermaschine Entwässerungsschwierigkeiten, da Wasserglas die Wirkung von Retentionsmitteln und Entwässerungsbeschleunigern stark mindert. Das Abwasser aus der Deinking-Anlage läßt sich bei hohen Wasserglasanteilen nur schwer unter Behandlung mit Flockungsmitteln klären. Der mit Wasserglas versetzte Papierstoff zeigt vielfach Festigkeitsverluste und Vergilbungserscheinungen.

[0008] überraschend wurde nun gefunden, daß sich all diese Schwierigkeiten vermeiden lassen, wenn in den geschilderten Rezepturen das Wasserglas erfindungsgemäß größtenteils oder vollständig durch Phosphonate bzw. Phosphonsäuren der allgemeinen Formel

in der

[0009] bedeuten, bzw. durch Mischungen aus diesen Phosphonaten und Hydroxycarbonsäuren, Aminocarbonsäuren, Orthophosphaten, Ethoxylaten, sulfonierten Ethoxylaten oder Magnesiumsulfat ersetzt wird. Als besonders wirksame Phosphonatverbindungen erwiesen sich Ethylendiamintetramethylenphosphonsäure, Diethylentriaminpentamethylenphosphonsäure, N,N-Dicarboxy- methan-1-aminoethan-1,1-diphosphonsäure, 1,2,4-Tricarboxy- butan-2-phosphonsäure, Hexamethylendiamintetramethylenphosphonsäure, 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure, Aminotrismethylenphosphonsäure, 1-Aminoethan-1,1-diphosphonsäure, N,N-Bis-(hydroxymethyl)-1-aminoethan-1,1-diphosphonsäure, N-(2-Carboxyethyl)-1-aminoethan-1,1-diphosphonsäure, 2-Carboxyethanphosphonsäure, Aminomethandiphosphonsäure, N,N-Bis-(sulfomethyl)-1-aminoethan-1,1-diphosphonsäure, deren Kalium-, Natrium- oder Ammoniumsalze sowie deren Mischungen mit den genannten Zusätzen.

[0010] Mit dem Einsatz der genannten Kombinationen läßt sich gleichzeitig der Zusatz weiterer Komplexbildner, wie beispielsweise Ethylendiamintetraessigsäure sowie der Zusatz von Fettsäureh einsparen. Außerdem wird eine Erhöhung des Weißgrades beobachtet.

[0011] Der Einsatz des neu gefundenen Deinking-Hilfsmittels kann je nach Art der Verfahrensweise im Lösepulper,Stoffpulper oder Chemikalienpulper erfolgen.

[0012] Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen deinkten Papiere können für Zeitungsdruck, für Tissue- oder Hygiene-Papiere, wie auch für Schreib- und Druckpapiere Anwendung finden.

Beispiel 1

[0013] 200 g Papiergemisch, bestehend aus 100 g Tageszeitungen und 100 g Illustrierten wurden 5 Minuten bei einer Stoffdichte von 4% aufgeschlagen. Die Temperatur betrug 50°C. Während des Aufschlagens wurden folgende Chemikalien, bezogen auf den Papiereintrag, zudosiert:

5 Gewichtsprozent Natriumwasserglas (37/40⁰Be)

0,3 " Diethylentriaminpentaacetat

2 " Wasserstoffperoxid (30prozentig)

2 " Natriumhydroxid

1 " Seife

0,1 " Isotridekanolpolyglykoläther 15 EO.

[0014] Der pH-Wert betrug 8,5, die Quellzeit 30 Minuten. Der Papierstoff wurde mit Wasser von 25° dH auf 0,8 Gewichtsprozent Stoffdichte verdünnt und 15 bzw. 30 Minuten in einer Voith-Flotationszelle flotiert. Nach dem Absäuern des deinkten Stoffes mit Aluminiumsulfat auf einen pH-Wert von 5,0 wurden auf einem Blattbildungsgerät Prüfblätter hergestellt.

[0015] Folgende Weißgrade wurden am Weißgradmesser ermittelt:

Beispiel 2

[0016] Es wurde wie bei Beispiel 1 verfahren, 5% Natriumwasserglas und 0,3 Gewichtsprozent DTPA wurden jedoch durch 0,1% eines Gemisches aus 1,2,4-Tricarboxybutan-2-phosphonsäure 20 Teilen Diethylentriaminpentamethylenphosphonsäure ersetzt.

[0017] 

Beispiel 3

[0018] Es wurde wie bei Beispiel 1 verfahren, 5% Natriumwasserglas und 0,3 Gewichtsprozent DTPA wurden jedoch durch 0,2% eines Gemisches aus

40 Teilen 1,2,4-Tricarboxybutan-2-phosphonsäure

10 " Diethylentriaminpentamethylenphosphonsäure

4 " Trinatriumphosphat

46 " Wasser

ersetzt.

[0019] 

Beispiel 4

[0020] Es wurde wie bei Beispiel 1 verfahren, 5 Gewichtsprozent Natriumwasserglas und 0,3 Gewichtsprozent DTPA wurden jedoch durch 0,2 Gewichtsprozent eines Gemisches aus

40 Teilen 1,2,4-Tricarboxybutan-2-phosphonsäuren

10 " N,N-Dicarboxymethan-1-aminoethan-1,1-diphosphonsäure

4 " Trinatriumphosphat

ersetzt.

[0021] 

Beispiel 5

[0022] Es wurde wie bei Beispiel 1 verfahren, jedoch wurden 5 Gewichtsprozent Wasserglas und 0,3 Gewichtsprozent DTPA durch 0,2 Gewichtsprozent eines Gemisches aus

[0023] 18 Teilen 1,2,4-Tricarboxybutan-2-phosphonsäure

10 " N,N-Dicarboxymethan-1-aminoethan-1,1-diphosphonsäure und

2 " Magnesiumoxid bzw. Magnesiumsulfat

ersetzt.

[0024] 

Beispiel 6

[0025] Es wurde wie bei Beispiel 1 verfahren, jedoch wurden 5 Gewichtsprozent Wasserglas und 0,3 Gewichtsprozent DTPA durch 0,5 Gewichtsprozent eines Gemisches aus

12,5 Teilen N,N-Dicarboxymethan-1-aminoethan-1,1-diphosphonsäure

16,0 Teilen Ethylendiamintetraessigsäure und

5,0 " Magnesiumsulfathydrat (MgSO₄·7H₂O) ersetzt.

Ansprüche

Verfahren zum Deinken von bedrucktem Altpapier, wobei das Altpapier unter Zusatz von Natriumhydroxid und/oder Natriumperoxid oder H₂O₂, Fettsäuren sowie einem Dispergiermittel einem Flotationsdeinking unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet , daß man dem Papierstoff Phosphonsäuren der allgemeinen Formel

in der



























bedeuten, einzeln oder in Mischung untereinander zusetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Magnesiumsulfat zusetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Aminocarbonsäuren wie EDTA oder DTPA zusetzt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Hydroxycarbonsäuren zusetzt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Polycarbonsäuren zusetzt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man Netzmittel zusetzt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis der Phosphonsäuren untereinander 4:1 bis 1:4 beträgt.